Opsætning og procedure for PAC

Efter at have læst denne artikel vil du lære om opsætningen og proceduren for Plasma Arc Cutting (PAC) ved hjælp af egnede diagrammer.

Som plasmabuesvejsning kan PAC anvendes i to tilstande, dvs. overført bue og ikke-overført bue; Den førstnævnte er imidlertid den vigtigste proces, der anvendes industrielt. Et kredsløbsdiagram for en overført bueplasma-skæreenhed er vist i figur 19.16. Processen virker med dcen for at frembringe en indsnævret overført bue.

I denne tilstand etableres plasmastrålen til skæring mellem elektrodespidsen og emnet. Imidlertid indledes en bue gennem en pilotbue mellem elektroden og dysespidsen. Dysen er forbundet til arbejdet (positiv) gennem en strømbegrænsningsmodstand og en pilbue-relækontakt.

Pilotbuen initieres af en højfrekvent generator. Svejsestrømkilden opretholder den lavstrøms pilotbue i brænderen. Plasmagas bliver ioniseret ved at passere gennem lysbuen og blæses gennem dyseåbningen for at tilvejebringe en lav modstandsvej for etablering af hovedplasmabuen mellem elektroden og emnet. Når hovedbuen er etableret, slukker pilotbuen automatisk ved hjælp af relæets drift for at undgå unødvendig opvarmning af dysespidsen.

Da fakletipset udsættes for en høj temperatur i området mellem 10.000 og 14.000 ° C, er den næsten altid fremstillet af vandkølet kobber. Fakledesignet er også sådan, at det frembringer et grænselag mellem gas, plasma og dysen.

Den ikke-overførte plasmastråle bruges nogle gange til at skære tynde gauge materialer. Installation til et sådant system indeholder samme udstyr som for overført lysbuen, men fakkelens og kredsløbsdiagrammets design er forskellig som vist i figur 19.17. Det emne, der skæres, udgør ikke en del af det elektriske kredsløb.

Buen rammes i dette tilfælde mellem en wolframelektrode (negativ) og kobberdysen (positiv), og plasmastrålen antager den ønskede form. Buen startes i det øjeblik, hvor elektrodespidsen rører ved dysens kant, bevæges elektroden af ​​en passende indretning i skærehovedet. Før bågen slås, laves gassen til at strømme gennem dysen. Under skæreoperationen holdes afstanden mellem dysespidsen og emnet så lille som mulig; undertiden kan dysespidsen berøre emnet. Øverst har kuttet en bredde svarende til dyseåbningen, mens bunden er snæver i bunden.

Denne type plasmabrænder anvendes til at skære metal med en tykkelse på kun 3 til 5 mm, og derfor er den begrænsede anvendelse i industrien. Resten af ​​diskussionen i dette afsnit er derfor begrænset til kun at overføre bue plasmaskæresystemer.

Forskellige varianter af den overførte bue-PAC-proces anvendes til at forbedre kvaliteten af ​​skæret til bestemte anvendelser til skærematerialer i området 3 til 38 mm tykkelse. Hjælpeafskærmning i form af gas eller vand bruges til at forbedre kvaliteten.

De vigtige variationer i processen omfatter:

(i) Dual flow plasmaskæring,

(ii) Vandafskærmet plasmaskæring og

(iii) Plasmaskæring af vandinjektion.

Dual Flow Plasma Cutting:

I denne proces tilvejebringes afskærmningsgaskappen omkring plasmaskærestrålen som vist i figur 19.18. Den sædvanlige plasmagas er nitrogen, mens afskærmningsgasudvælgelsen afhænger af det materiale, der skal skæres; For kulstofstål kan det være kuldioxid eller luft, for kuldioxid af rustfrit stål og argon-hydrogenblanding til aluminium.

Vandafskærmet plasmaskæring:

Denne teknik ligner dobbeltstrømning af plasmaskæring, bortset fra at afskærmningsgas erstattes af vand, hvilket fører til forbedret udskæring og dysetilstand. Skærehastigheden af ​​skæring og skærehastigheden forbedres imidlertid ikke signifikant i forhold til konventionel PAC-metode.

Vand-indsprøjtning Plasma-skæring:

Denne variant af PAC-processen anvender en symmetrisk impingerende vandstråle nær den indsnævrende dyseåbning for yderligere at indsnævre plasmastrålen som vist i figur 19.19. Vandstrålen undgår også turbulent blanding af atmosfæriske gasser med plasmaet. Dysespidsen kan være lavet af keramisk materiale for at forhindre dobbeltbue. Dobbeltbue forårsages, når bågen springer fra elektroden til dysen og derefter til emnet, som normalt beskadiger dysen.

Fig. 19.19 Plasma bue skære system med vandinjektion.

Det vandindsnævrede plasma frembringer en smal, skarpt defineret snit af hastighed højere end de opnåelige ved konventionel PAC-proces. Da det meste af vandet efterlader dysen som en væskesprøjte, afkøles det skovkanten, der frembringer skarpe fremspring.

Når plasmagassen og vandbuen injiceres tangentielt, virker plasmastrålen, når den forlader åbningen, hvilket resulterer i højkvalitets vinkelret ansigt på den ene side af kerven. Den anden side af kerven er afskåret. Derfor skal kørselsretningen vælges for at frembringe et vinkelret snit på den del og kanten, der er skåret på skrotet, som vist i figur 19.20 til fremstilling af cirkulære snit.

Gasvalg:

Valg af plasmagas afhænger af, at materialet skæres og kvaliteten af ​​det ønskede snit. Kulstofstål skæres ved hjælp af trykluft (80% nitrogen og 20% ​​oxygen) eller nitrogen til plasma gas. Kvælstof anvendes også til vandinjektionsmetode for PAC. I nogle systemer anvendes nitrogen til plasmagassen, og oxygen injiceres i plasmastrålen nedstrøms for elektroden. Dette arrangement øger skærehastigheden uden at påvirke elektrodens levetid.

De fleste ikke-jernholdige metaller bue skæres ved hjælp af nitrogen, nitrogen-hydrogen blandinger eller argon-hydrogen blandinger. Titanium og zirconium skæres med ren argon på grund af deres modtagelighed over for sprøjtning af reaktive gasser.

I nogle tilfælde ved at skære ikke-jernholdige metaller med dobbeltstrømningssystem anvendes nitrogen til plasmagassen, mens kuldioxid anvendes som afskærmningsgas. For bedre kvalitetsskæringer anvendes argon-hydrogenblanding som plasma gas og nitrogen som afskærmningsgas.

En typisk PAC-enhed bestående af en DC-strømkilde, en skærelampe, en højfrekvent enhed, gas- og kølevandsanlæg kan anvende 24-30 liters / min argon, 8-13 liters / min hydrogen, 30-150 l / min nitrogen og 1-5 til 2 liter / min vand. Tabel 19.5 viser dataene vedrørende PAC med en nøglehullet penetrerende bue og konventionel oxy-acetylenkopning.